Использование томпака в разных областях

Классификация латуней

В зависимости от химического состава различают:

• Простые (двухкомпонентные) латуни. В их составе только медь и цинк. Маркируются простые латуни буквой «Л» и цифрой, которая обозначает соотношение меди в процентах. Например: в состав Л85 входит 85% меди и 15% цинка.
• Специальные (многокомпонентные) латуни. Они содержат медь, цинк, свинец, алюминий, железо и другие элементы, улучшающие основные свойства материала. Такие элементы называются легирующими. Маркируются специальные латуни буквой «Л», а также буквами и цифрами, обозначающими легирующие дополнительные элементы и их количество в процентах. Например: ЛА77-2 содержит 77% меди, 2% алюминия и 21% цинка.

Специальные латуни подразделяются на классы, названные по главному легирующему элементу (марганцевые, алюминиевые, кремнистые, оловянные, никелевые, свинцовые).

По степени обработки латуни бывают:

• деформируемые (латунная лента, проволока, труба, латунный лист); • литейные (арматура, подшипник, детали приборов).

Как отличить медь от латуни

Человеку, который не разбирается в металлах достаточно тяжело отличить медь от латуни. В таком случае необходимо детально ознакомиться со всеми характеристиками материалов.

Это важно на случай того, ели вы захотите сдать ненужный металл. В таком процессе вам помогут на сайте http://timemet.ru/service/priem-cvetnogo-metalla/priem-latuni/

Медь

Медь используется для изготовления различных изделий: украшений, монет, кухонных принадлежностей или просто декоративных элементов. Электротехнические изделия также не могут обойтись без такого металла. Он относится к одному из лучших проводников тепла и электричества.

Чтобы определить, что перед вами находится именно медь, необходимо обратить внимание на следующие качества:

• цвет. Металл имеет красноватый оттенок, который способен со временем измениться и приобрести немного коричневатый отблеск;
• пластичность. Материал достаточно мягкий по своей структуре, может легко гнуться;
• устойчивость к коррозии. Медь не поддается воздействию ржавчины, так как покрывается специальной защитной пленкой зеленого цвета;
• нагревание. Чтобы проверить подлинность металла, поднесите его на короткое время к огню (материал становится темнее).

Еще одним способом того, как определить настоящая ли медь перед вами, является магнит. Материал совершенно не реагирует на него.

Азотная кислота также может стать еще одним методом проверки. Для этого достаточно капнуть каплю на поверхность. Медь должна приобрести сине-зеленый цвет.

Латунь

Материал может использоваться в промышленных целях. Часто применяется для изготовления различных декоративных элементов.

Такой материал как латунь не относится к чистому металлу. Она представляет собой сплав меди и цинка. Иногда в состав этих компонентов могут добавляться другие элементы. Отличить латунь от меди достаточно легко.

Некоторые считают, что оба материала имеют красный цвет, но это не так. Оттенок может быть одинаковым только в том случае, если в латуни содержится 95% меди.

Для проверки можно воспользоваться соляной кислотой. При попадании ее на поверхность, такой материал как медь очищается от различных окислов.

Латунь же реагирует совсем иначе. Начинается активная реакция компонентов, во время которой выделяются белые окислы.

Если же говорить о цвете этих двух материалов, то различить металлы можно легко. Медь более красноватая, в то время как латунь имеет желтоватый отблеск.

Как определить вид металла? Черные и цветные металлы смотрим в видео:

Источник №1: http://timemet.ru/service/priem-cvetnogo-metalla/priem-latuni/

Что такое латунь

Основными компонентами сплава латуни является медь и цинк. Пропорциональные составляющие этих металлов могут быть разные. Количество цинка колеблется. Минимальное его значение составляет 20 %. Максимальное достигает 50%. При этом сплав меняет свой цвет: бывает золотистым, желтым или зеленым.

Процентный показатель цинка настолько важен, что способен изменять характеристику материала. Это относится к его пластичности и твердости.

Структура и состав

Состав сплава формируется из фаз:

1. Альфа-фаза. Содержание цинка до 35 %
2. Бета-фаза. Присутствие цинка до 50 %. Также в состав входит олово — 6 %.

В некоторых случаях присутствует одна альфа-фаза. В зависимости от изменения процентного состава основных компонентов, структура латуни может состоять одновременно из 2 фаз — альфа и бета.

В химический состав латуни, кроме меди и основного легирующего элемента цинка, входят добавки. Сюда относятся легирующие элементы: алюминий, железо, марганец, свинец, кремний, никель. Они составляют небольшой процент соединения. Каждый из них влияет на показатели характеристик материала.

Свойства и характеристики

Основным качеством в характеристиках латуни является ее коррозионная стойкость. Но она обладает и другими свойствами:

1. Способность сплава противостоять агрессивным средам, особенно после покрытия поверхности лаком.
2. Прочность латуни.
3. Пластичность сплава.
4. Возможность материала поддаваться обработке давлением. Процесс ведется как в горячем виде при высоких температурах, так и в холодном.
5. Сплав можно подвергать контактной сварке и пайке.
6. Теплопроводность, которая повышается с увеличением процентного содержания меди.
7. Температура плавления, которая составляет 880–950 градусов. При меньшем добавлении цинка, температура плавления снижается.
8. Материал обладает немагнитными свойствами.

Основным фактором твердости и пластичности соединения является цинк. Увеличение его количественного содержания напрямую связано с повышением прочностных характеристик. Пластичность же возрастает только до количественного содержания цинка 36%. При последующем его увеличении до 45 % идет снижение этого показателя.

На эксплуатационные характеристики оказывают действия легирующие добавки. Их влияние указано в таблице:

Название легирующего элемента	Влияние на характеристики латуни
Кремний	Большое его присутствие ведет к снижению твердости латуни.
Свинец	Улучшает антифрикционные свойства.
Марганец, алюминий и олово	Усиливает сопротивление к разрыву. Идет повышение коррозионной стойкости.
Никель	Уменьшает риск растрескивания материала. Сплав приобретает своеобразный цвет. Такое соединение называется «белая латунь».
Мышьяк	У материала появляется возможность работать в жидких, пресных средах.

Маркировка

Существует 2 разновидности сплавов:

1. Двухкомпонентные. Основные составляющие — медь и цинк. Маркируются буквой Л. Дальше стоят цифры, указывающие количество меди процентах. Л60: содержит меди 60 %, а оставшиеся 40% — цинк.
2. Многокомпонентные. Кроме основных составляющих добавляются еще легирующие элементы. Так же впереди стоит буква Л. Потом следует перечисление добавок. В конце пишутся через черточку цифры, указывающие на процентное содержание каждой из составляющих. Количество цинка не указывается, а рассчитывается. Например: Марка ЛАЖМц66-6-3-2 имеет 66 % Cu, 6 %Al, 3 % Fe и 2 % Mn. Путем расчетов определяется количество цинка равное 23%.

Плюсы и минусы

Латунный сплав обладает характеристиками, которые в одном случае служат положительным моментом, а в другом отрицательным. Состоят они в следующем:

1. Небольшой вес. Это качество вместе с высокой прочностью используется в определенных отраслях промышленности.
2. Сплав обладает хорошей пластичностью.
3. Невысокая стоимость.
4. Коррозионная стойкость уменьшается с увеличением количества меди.
5. Показатели теплопроводности ниже, чем у чистой меди и бронзы.

Химический состав и основные характеристики

Сплав меди с цинком, который всем хорошо известен под названием «латунь», люди начали использовать еще с античных времен, изготавливая из него оружие, орудия труда, посуду и многие другие изделия. Изначально вместо цинка, открытого учеными всего 5 столетий назад, для получения такого сплава применяли цинкосодержащую руду – галмей. Сам томпак был изобретен в XVII веке. Считается, что автором химического состава этого сплава стал англичанин Кристофер Пинчбеккер.

Благодаря своим характеристикам (в первую очередь, очень красивому цвету) томпак буквально за несколько десятков лет стал известен во всем мире. К слову сказать, огромную популярность данный сплав завоевал у мошенников, которые выдавали изделия из него за золотые, обманывая доверчивых граждан и зарабатывая на этом большие деньги. Как раньше, так и сейчас в обиходе и среди специалистов можно услышать разные названия томпака:

• принцеталл;
• хризохалк;
• симилор;
• ореид;
• хризорин.

Холоднокатанная латунная лента Л90 – материал, из которого впоследствии изготавливают изделия из томпака

Томпак, как уже ясно из всего вышесказанного, является сплавом меди и цинка, при этом первого элемента в томпаке содержится 88–97%, а второго (цинка) – не более 10%. Существует еще такой материал, как полутомпак. Это сплав, в химическом составе которого 10–20% цинка.

Количество цинка в составе любой латуни, в том числе и томпака, влияет не только на характеристики сплава, но и на его цвет. Так, при увеличении содержания этого элемента в составе латуни цвет ее поверхности меняется от красного до светло-желтого. Увеличение количественного содержания цинка в химическом составе томпака позволяет добиться:

• получения благородного золотого цвета;
• улучшения антифрикционных характеристик;
• хороших механических и технологических характеристик;
• значительного снижения стоимости (если сравнивать ее с ценой чистой меди).

Химический состав медных сплавов, используемых для имитации золота

Томпак обладает целым перечнем достоинств, к числу которых следует отнести:

• исключительно высокую устойчивость к коррозии;
• повышенную износостойкость;
• хорошую свариваемость с различными материалами (сталью, цветными и благородными металлами);
• высокую пластичность (что позволяет использовать для обработки томпака методы пластической деформации, наносить на поверхность изделий из него гравировку);
• подвергаемость эмалировке и золочению;
• немагнитность.

Томпак также обладает следующими характеристиками:

• твердость – до 145 МПа;
• температура, при которой сплав начинает плавиться, – 10450 Цельсия;
• коэффициент трения: без применения смазки – 0,44; при использовании смазочных материалов специального типа – 0,074;
• предел прочности, измеряемый при растяжении, – 440–520 МПа;
• относительное удлинение, которое материал получает после разрыва, – 3%;
• плотность материала – 8780 кг/м3.

Современные производители выпускают томпак в виде листового проката или в брусках, что и предопределяет варианты дальнейшего использования такого материала. Точно узнать о том, какие элементы и в каком количестве входят в химический состав сплава, можно по его маркировке. Так, буква «Л», обязательно присутствующая в обозначении томпака, означает, что перед нами латунь. Цифры, стоящие после этой буквы, указывают на то, сколько в составе сплава содержится основного металла – меди. В такой латуни, кроме меди и цинка, обязательно есть примеси, точное количество которых можно узнать из специальных таблиц. Следует иметь в виду, что сплавы, в которых меди менее 90% (Л85, Л80 и др.), относятся к категории полутомпак.

Сравнение по техническим и пользовательским характеристикам

Срок службы. Гладкая внутренняя поверхность стальных труб, покрытых снаружи алюминиевой рубашкой, не способствует отложениям известковых и солевых отложений.

Обычный срок службы у биметаллических радиаторов составляет более 20 лет, и здесь соперником у них может быть только чугун.

Считается что из-за ненадежного лакокрасочного покрытия и недостаточной коррозиестойкойсти стали, срок эксплуатации стальных приборов ниже и находится в пределах 15-20 лет.

Теплоотдача радиаторов — понятие относительное. Алюминий отличается высоким коэффициентом теплоотдачи. Биметаллическая секция имеет теплоотдачу около 200 Вт. У стальных секций одинаковой площади этот показатель почти в два раза ниже.

История появления и применения

Латунь известна с начала новой эры и впервые была получена в Римской империи, но также применялась в Индии и Китае. Позже в Европе был утерян способ выплавки цинка, потому долгое время металл завозился с Азии. Добыча цинка в Европе возобновилась с 16 века, а выплавка латуни — с 19 века. Благодаря археологическим раскопкам известно, что латунь широко использовалась для изготовления ювелирных изделий, поскольку она имеет характерный жёлтый цвет золота и носит название «поддельное золото». С развитием металлургии сплав расширил свою сферу применения, что было обеспечено регулированием характеристик металла разнообразным соотношением его компонентов.

Химический состав и основные характеристики

Известный многим сплав цинка с медью применяется на протяжении длительного периода. Примером можно назвать то, что он использовался при изготовлении первых орудий труда и некоторых украшений, а также домашней утвари. Томпак также был получен несколько столетий назад и активно применялся человеком. В простонародью он также имеет названия: симилор, ореид, хризохалк, хризоин, принцеталл.

Определенный химического состава располагает к широкому распространению сплава. Примером можно назвать активное использование томпака при изготовлении различных подделок и декоративных элементов, так как он напоминает золото.

Как ранее было отмечено, рассматриваемый сплав представлен сочетанием цинка и меди, поэтому относится к группе латуни.

При этом состав сплава существенно отличается, меди от 88 до 97%, цинка не более 10%.

Не стоит забывать о том, что прочность и другие свойства во многом зависят от концентрации цинка. Также этот элемент во многом определяет цвет материала. За счет существенного увеличения цинка в составе цвет от красного меняется до светло-желтого, который свойственен золоту. Кроме этого, происходит изменение нижеприведенных качеств:

1. Существенно повышаются антифрикционные свойства.
2. Повышаются химические и технологические характеристики.
3. Существенно снижается стоимость в сравнении с ценой чистой меди.

Применяемый томпак характеризуется довольно большим количеством достоинств, к которым можно отнести следующее:

1. Материал характеризуется повышенной устойчивостью к воздействию коррозии.
2. Существенно повышается износостойкость поверхностного слоя.
3. Сплав обладает повышенной свариваемостью.
4. Высокая пластичность во многом определяет возможность применения при применении изделий, на которые наносится гравировка.
5. Есть возможность подвергать поверхность нанесения эмали и золотого порошка.
6. Отсутствие магнитных свойств также можно назвать важным свойством материала, которое должно учитываться.

Проведенные исследования позволяют определить основные свойства томпака. Они следующие:

1. Твердость достигает 145 МПа.
2. Температура плавления составляет 1040 градусов Цельсия.
3. Относительно невысокий коэффициент трения.
4. Предел прочности создаваемого изделия около 520 МПа.
5. Относительное удлинение составляет 3%.

В целом можно сказать, что томпак обладает исключительными эксплуатационными характеристиками. Именно они определяют область применения.

Физические свойства

Во много физические свойства зависят от химического состава конкретной разновидности сплава. Поэтому свойства латуни могут существенно отличаться.

Цвет латуни подобного типа может быть желтым или красным в зависимости от концентрации цинка. К основным свойствам подобной латуни можно отнести нижеприведенные моменты:

1. Высокая степень пластичности. Пластичность деформируемой латуни позволяет ее применять в качестве заготовки в различных производственных процессах: она подходит для обработки как методом штамповки, так и точения.
2. Высокая коррозионная устойчивость определяет то, что даже при длительной эксплуатации при повышенной влажности на поверхности не появляется ржавчина.
3. Хорошие антифрикционные свойства.
4. Свариваемость со сталью и другими материалами позволяет применять сплав для получения комбинированных материалов.
5. Есть возможность проводить покрытие поверхности томпака различными составами для придания особых эксплуатационных качеств. Примером можно назвать то, что довольно часто томпак покрывают эмалью или лаком для его декорирования.
6. Изначально сплав имеет красивый золотистый цвет. По этой причине его довольно часто применяют при производстве художественных изделий.

Механические свойства деформируемой латуни могут существенно изменяться по причине добавления различных легирующих элементов.

В машиностроении и другой области производства большое распространение получила литейная разновидность латуни. Ее плотность относительно невелика (около 8300 кг/м3), однако другие физические свойства определили большое распространение литейной латуни:

1. Устойчивость к коррозионному воздействию.
2. Высокие механические характеристики.
3. Неплохая ковкость.
4. Высокий показатель текучести при нагреве сплава, что позволяет получать изделия сложной конфигурации.
5. Повышенная устойчивость к распаду состава из-за оказания воздействия со стороны окружающей среды.
6. Плавление состава проходит при температуре около 950 градусов Цельсия.

Желтая латунь

Прочность латуни ниже, чем у стали, что связано особенностями строения кристаллической решетки и составом. Влияние на свойства латуней концентрации цинка очень велико. Поэтому для придания особых свойств концентрация основных элементов может существенно изменяться.

Коррозионная стойкость

Во многом рассматриваемый материал пользуется популярностью по причине высокого показателя коррозионной стойкости. За счет этого:

1. Сплав томпак применяется при изготовлении различных декоративных изделий, которые не теряют свои свойства на протяжении длительного периода. Примером является посуда или недорогие украшения.
2. Существенно продлевается эксплуатационный срок изделий. Коррозия не только портит декоративные качества, но снижает основные свойства.
3. Достичь высокой коррозионной устойчивости можно за счет использования меди в качестве основы состава. Подобный материал не реагирует на воздействие влаги и некоторых химикатов.

Однако, со временем из-за воздействия повышенной влажности происходит появления оксидной пленки. Она существенно снижает декоративные качества получаемого изделия.

Выбор марки твердого сплава

Международная организация по стандартизации делит твердые сплавы в зависимости от назначения при металлообработке на категории. Основных — три.

1. P. Инструменты из твердых сплавов с такой международной маркировкой подходят для обработки заготовок и изделий из следующих материалов.
2. Рессорно-пружинные, нелегированные, легированные и подшипниковые конструкционные стали.
3. Коррозионно-теплостойкие стали ферритного и мартенситного классов.
4. Низколегированные и углеродистые стали для отливок.
5. Быстрорежущие, углеродистые и штамповые инструментальные стали.

М. Инструменты из твердых сплавов этой группы применяют для обработки стойких к коррозии и высоким температурам сталей мартенситного и аустенитного классов, а также материалов на никеле-хромовой основе.

1. антифрикционной, ковкой и серой разновидностей чугуна

цинковых и алюминиевых антифрикционных сплавов

меди и сплавов на ее основе
o литейных и деформируемых магниевых и алюминиевых сплавов
К. Твердые сплавы этого класса идут на изготовление инструментов, предназначенных для обработки заготовок и изделий из:

Сферы применения инструментов из сплавов остальных групп таковы:

1. S — обработка жаропрочных сплавов и материалов на титановой основе;
2. H — обработка заготовок и изделий из закаленной стали;
3. N — обработка цветных металлов.

При выборе инструмента по марке твердого сплава специалисты обращают внимание на 5 моментов

1. Эксплуатационные и физико-механические свойства твердого сплава.
2. Особенности материала, из которого изготовлена заготовка.
3. Состояние станка, его динамические и кинематические характеристики.
4. Вид операции и важные технические условия.
5. Требования к точности обработки и чистоте металлических поверхностей.

Значение слова Томпак по словарю Брокгауза и Ефрона:

Томпак (фр. и нем. Tombac, от малайского названия меди — tombaga). — Под этим именем разумеются медно-цинковые сплавы более бедные цинком, чем латунь (см.), а именно содержащие более 82 % меди и менее 18 % цинка. Цвет их от золотисто-желтого приближается к медно-красному. На воздухе они изменяются и темнеют. Получаются совершенно также, как и латунь (см). Т. вообще плохо обрабатывается в горячем состояния, но на холоду хорошо куется, плющится под молотком (поддельное листовое золото), прессуется, штампуется и тянется в проволоку, приближаясь в этом отношении к меди, особенно, если не содержит посторонних вредных примесей. При назначении для литья к Т. подбавляются небольшие количества олова и свинца. Т. идет для выделки разных предметов домашнего обихода (самовары, кофейники и пр.), пуговиц и разных мелких украшений, колец, брошек, запонок и пр., составляя обыкновенную оправу для поддельных из стекла драгоценных камней, так как по цвету подходит к золоту. Сплавы, идущие для мелких украшений и оправ (поддельное золото), обыкновенно содержат цинка от 12 до 18 % и заключают в себе, кроме того, небольшую подмесь олова. Часто им дают разные громкие названия, напр., хризохалк, симилор (см.), ореид, хризорин, принцметалл и др. Для предупреждения скорого потемнения сделанные из них вещицы покрываются нередко позолотой. П. П. Р.&#916..

Можно ли расплавить латунь в домашних условиях?

Сплав в домашних условиях плавить не рекомендуется.

Основные проблемы:

• Температурные ошибки. Для полного расплавления меди и цинка придется довести объект до температуры не менее 950 градусов. Сделать такую печь на практике не слишком легко, поскольку для этого понадобятся огнеупорные детали. Также Вам придется поддерживать высокую температуру в течение длительного времени, что приведет к большому расходу топлива.
• Коррозия и образование оксидов. При расплавлении латунной детали частицы меди и цинка начнут активно вступать в реакцию с воздухом. Это может привести к образованию сложных соединений. В состав которых помимо меди и цинка входят кислород, азот, углерод, другие вещества. Из-за этих добавок значительно повышается хрупкость выплавленной детали, что может сделать ее бесполезной.

Именно поэтому латунь рекомендуется переплавлять на специальных фабриках или заводах, где созданы необходимые условия (температура, защитная среда и так далее). Однако на практике многие люди все же выполняют переплавку латуни и в домашних условиях. В результате домашнего литья можно получить деталь среднего качества. Такие детали не рекомендуется использовать на объектах, сопряженных с опасностями (автомобильные детали, электрическое оборудование, арматура на больших зданиях).

Советы

Однако такие детали можно применять в домашнем хозяйстве (скажем, можно сделать латунные болты, шурупы или уголки для крепления объектов интерьера). Для выплавки латуни в домашних условиях нужно сделать печь, которая способна выдерживать до температуры выше 1000 градусов по цельсию (температура плавления в домашних условиях стандартная — 880-950 градусов). Чтобы укрепить печь, рекомендуется установить на печь металлический каркас (оптимальный сплав — легированная сталь).

Также Вам нужно будет изготовить или купить тигель, в котором будет происходить выплавка металла. Тигель следует делать из графита или шамотного кирпича. Эти материалы не плавятся при высоких температурах (температура расплава латуни в домашних условиях составляет 950 градусов). Также эти материалы не крошатся и не вступают в контакт с воздухом, что хорошо влияет на качество выплавки. Делать такую печь рекомендуется из огнеупорного кирпича, а для соединения отдельных элементов друг с другом следует использовать термостойкий раствор.

Для нагрева можно использовать древесный уголь. Главный плюс угля заключается в том, что его применение минимизирует риск образования вредоносных добавок, ухудшающих качество выплавленной детали. К сожалению, применение угля для переплавки латуни — очень дорогое мероприятие. Поэтому для переплавки следует применять электрические индукторы-нагреватели. Минимальная мощность тока должна составлять 25 киловатт, поскольку в противном случае не удастся получить нужную температуру для расплавления латуни.

Процедуру плавления следует проводить в хорошо вентилируемом помещении. Причина — расплавленный цинк будет вступать в реакцию с кислородом, что приведет к образованию оксидов. Цинковые оксиды в больших количествах могут представлять опасность. Для расплавки Вам также понадобятся инструменты — перчатки, мощная маска и щипцы для перемещения тигла с расплавленным металлом. Щипцы рекомендуется покупать из инструментальной стали, поскольку такая сталь устойчива к воздействию высоких температур.